DE1451131B1 - Air-cooled surface condenser - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen luftgekühlten Oberflächenkondensator, bei welchem die reihenweise angeordneten Wärmeaustausch-Elemente aus parallel an die Endkammern angeschlossenen berippten Einzelrohren bestehen und mit Bezug auf die ihnen jeweils gemeinsam zugeordnete Dampfverteilerleitung gruppenweise derart unterschiedlich geschaltet sind, daß einer mit den oberen Endkammern parallel an die Dampfverteilerleitung angeschlossenen Gruppe kondensatorisch geschalteter Elemente mit regelbaren bzw. abschaltbaren Lüftern mindestens ein an deren Kondensat-Sammelkammern in dephlegmatorischer Schaltungsweise mit der unteren Endkammer angeschlossenes, gleichfalls durch einen Kühlluftstrom beaufschlagtes Element nachgeschaltet ist, über dessen obere Endkammerdie gemeinsame Luftabsaugung der auf diese Weise an die gleiche Dampfverteilerleitung angeschlossenen Elemente erfolgt.The invention is directed to an air-cooled surface condenser, in which the heat exchange elements arranged in rows are made in parallel the end chambers are made up of finned individual tubes connected and referring to the steam distribution line that is jointly assigned to them in groups in such a way are connected differently, that one with the upper end chambers in parallel the group of condenser-connected elements connected to the steam distribution line with adjustable or switchable fans at least one of their condensate collecting chambers connected in a dephlegmatory circuit with the lower end chamber, an element acted upon by a flow of cooling air is also connected downstream, via its upper end chamber the common air suction of the in this way to the same steam distribution line connected elements takes place.

Da die dephlegmatorisch geschalteten Elemente wegen des bei ihnen entgegen dem abfließenden Kondensat aufwärts strömenden Dampfes weder einer Unterkühlungs- noch einer Einfriergefahr unterliegen, hat diese bekannte Schaltungsweise den Vorzug, die bei Teillastbeaufschlagung der Anlage nur unzureichend mit Dampf versorgten, in Strömungsrichtung des Dampfes jeweils letzten Elemente oder Elementgruppen durch Anwendung einer soichen dcphlegmatorischen Schaltung auch bei tiefen Außentemperaturen vor einer Unterkühlung bzw. einem Einfrieren zu bewahren.Since the dephlegmatorically switched elements because of them contrary to the outflowing condensate, upwardly flowing steam neither a supercooling are still subject to the risk of freezing, this known switching method has the advantage which were insufficiently supplied with steam when the system was under partial load, through the last elements or element groups in the direction of flow of the steam Use of such a dcphlegmatory circuit even at low outside temperatures to protect from hypothermia or freezing.

Trotz dieses grundsätzlichen Vorzugs kann diese bekannte Schaltungsweise, bei der die kondensatorisch und dephlegmatorisch geschalteten Elemente in der Regel durch die gleichen Lüfter beaufschlagt sind, noch nicht voll befriedigen. Denn bei Großanlagen mit entsprechend hoher Leistung und einer entsprechend großen Anzahl über mehrere von der Dampfzuleitung abgezweigte Verteilerleitungen mit dem Dampf beaufschlagten, reihenweise geneigt bzw. dachbauförmig zueinander angeordneten Wärmeaustausch-Elementen reicht diese Schaltungsweise allein nicht aus, um das Leistungsvermögen der Anlage ohne weiteres an den stark wechselnden Leistungsbedarf anzupassen, dessen Schwankungen einerseits durch eine maximal anfallende Dampfmenge in den Sommermonaten bei entsprechend hohen Außentemperaturen und andererseits durch verminderten Dampfanfall bzw. Teillastbetrieb in den Wintermonaten bei entsprechend tiefen Außentemperaturen gekennzeichnet sind.Despite this fundamental advantage, this known switching method, in which the capacitive and dephlegmatory elements are usually switched are acted upon by the same fan, are not yet fully satisfactory. Because at Large systems with a correspondingly high output and a correspondingly large number with the steam via several distribution lines branched off from the steam supply line acted upon, inclined in rows or in the form of a roof to one another, heat exchange elements this type of switching is not enough to improve the performance of the system easily adapt to the strongly changing power requirement, its fluctuations on the one hand by a maximum amount of steam generated in the summer months with accordingly high outside temperatures and, on the other hand, through reduced steam production or partial load operation are marked in the winter months when outside temperatures are correspondingly low.

Um diesen im Laufe eines Jahres stark schwankenden Anforderungen besser gewachsen zu sein, ist es bei solchen Anlagen bereits bekannt, die Schaltung so zu wählen, daß in Verbindung mit in der Dampfverteilerleitung eingebauten Regelklappen eine je nach Bedarf wechselnde Anzahl von Elementen kondensatorisch oder dephlegmatorisch geschaltet werden kann. Während bei größerem Dampfanfall in den warWen Sommermonaten der größte Teil der Elemente jeder Dampfverteilerleitung kondensatorisch geschaltet ist, wird bei geringerem Dampf:infal! ind tiefen Außentemperaturen unter gleichzciti,#cr Abschaltung der Lüfter eine zunehmende .\nzahl der jeweils letzten Elemente dephlegmatorisch geschaltet, um der bei abnehmendem Dampfanfall und sinkenden Außentemperaturen zunehmenden Unterkühlungs- und Einfriergefahr auf diese Weise besser begegnen zu können. Obschon die Betriebssicherheit größerer Anlagen hierdurch wesentlich verbessert werden konnte, ist der Erfolg dieser Maßnahme gleichwohl unbefriedigend. Abgesehen davon, daß dephlegmatorisch geschaltete Elemente einen schlechteren Wärmeübergang und einen wesentlich höheren Druckverlust aufweisen und daher eine größere Anzahl solcher dephlegmatorisch geschalteter Elemente ungeachtet ihres sicherheitlichen Vorzuges wirtschaftlich in jedem Falle nachteilig ist, sind die bedienungstechnisch ohnehin lästigen Regelklappen störanfällig, weil sie in den Wintermonaten zum Einfrieren neigen und auch nicht so dicht schließen können, wie es notwendig wäre, um einen Dampfeintritt in die ihnen nachgeschalteten Elemente mit Sicherheit zu verhindern.To better meet these requirements, which fluctuate greatly over the course of a year to have grown, it is already known in such systems, the circuit like this to choose that in connection with control dampers built into the steam distribution line a number of elements, depending on the needs, changing capacitively or dephlegmatorically can be switched. While there was a large amount of steam in the summer months most of the elements in each steam distribution line are switched condenser is, with less steam: infal! in low outside temperatures below Gleichzciti, # cr Shutdown of the fan an increasing number of the last elements in each case dephlegmatorically switched to increase with decreasing amount of steam and falling outside temperatures To be able to better counter the risk of hypothermia and freezing in this way. Although the operational safety of larger systems could be significantly improved as a result, the success of this measure is nevertheless unsatisfactory. Besides being dephlegmatory Switched elements have a poorer heat transfer and a significantly higher one Have pressure loss and therefore a larger number of such switched dephlegmatorically Elements economically in every case regardless of their safety advantage is disadvantageous, the control flaps, which are already annoying in terms of operation, are prone to failure, because they tend to freeze in the winter months and do not close as tightly either can as it would be necessary to have a steam inlet downstream of them Elements to prevent with certainty.

Schließlich hat es sich trotz dieser Maßnahmen als unmöglich erwiesen, sich allen in Betracht kommenden Verhältnissen lediglich durch Umschaltung einer mehr oder weniger großen Anzahl von Elementen auf dephlegmatorische Arbeitsweise sowie durch gleichzeitige differenzierte Regelung der Lüfter in den verschiedenen Leitungszweigen so zuverlässig anzupassen, daß es entbehrlich wäre, bei sehr geringem Dampfanfall und extremen Wintertemperaturen ganze Teile der Anlage vom Dampfstrom abzusperren. Werden nämlich bei einer Kondensationsanlage, bei welcher die Dampfzuleitung in mindestens zwei Dampfverteilerleitungen verzweigt ist, nur mit Bezug auf einen der beiden Leitungszweige die den Elementen zugeordneten Lüfter in der Drehzahl heruntergeregelt oder abgeschaltet, während die den Elementen des anderen Zweiges zugeordneten Lüfter weiterhin in Betrieb bleiben, so sinkt in dem schwächer gekühlten Teil der Anlage die kondensierte Dampfmenge. Zwar bleibt hierbei der Druckverlust der Dampfströmung durch die Kondensator-Elemente gleich groß, weil dampfseitig erstens wegen der Verbindung der Elemente über die Dampfverteilerleitungen der Druck am Eintritt in die Kondensator-Elemente und zweitens wegen der die Austrittsenden der Kondensator-Elemente und die Eintrittsenden aller Dephlegmator-Elemente verbindenden großkalibrigen Leitungen auch der Druck am Austritt aller Kondensator-Elemente gleich ist. Dies ist jedoch nur dadurch möglich, daß durch die schwächer gekühlte Gruppe mehr Dampf störnt, als dort kondensiert werden kann, während gleichzeitig in die stärker gekühlte Gruppe weniger Dampf eintritt, als dort kondensiert werden könnte. Die erstgenannte Wirkung hat zur Folge, daß durch die Vakuumpumpe über die gemeinsame Luftabsaugeleitung überschüssiger Dampf abgesaugt und dadurch das Vakuum abgebaut wird. Andererseits hat die zu geringe Beaufschlagung der stärker gekühlten Gruppe zur Folge, daß in diesem Teil der Anlage nicht einmal die Kondensator-Elemente auf ihrer gesamten Länge voll mit Dampf beaufschlagt sind und mithin eine Unterkühlung des Kondensats oder bei Frost sogar Einfriergefahr eintreten kann.After all, despite these measures, it has proven impossible all of the conditions in question simply by switching one more or less large number of elements based on dephlegmatory mode of operation as well as through simultaneous differentiated control of the fans in the various To adapt line branches so reliably that it would be dispensable, with very little Accumulation of steam and extreme winter temperatures, entire parts of the system from the steam flow lock off. Are namely in a condensation system in which the steam supply is branched into at least two steam manifolds, with respect to only one of the two line branches the fan assigned to the elements in the speed turned down or turned off while the elements of the other branch assigned fans continue to operate, so decreases in the less cooled Part of the system is the amount of condensed steam. The pressure loss remains here the steam flow through the condenser elements is the same, firstly because it is on the steam side due to the connection of the elements via the steam distribution lines, the pressure at Entry into the capacitor elements and secondly because of the exit ends of the Connecting capacitor elements and the inlet ends of all dephlegmator elements Large-caliber lines also have the same pressure at the outlet of all capacitor elements is. However, this is only possible because the less cooled group interferes with more steam than can be condensed there while simultaneously entering the more strongly cooled group less steam enters than could be condensed there. The former effect has the consequence that through the vacuum pump on the common Air suction line sucked off excess steam, thereby releasing the vacuum will. On the other hand, the insufficient application of the more strongly cooled group As a result, not even the capacitor elements in this part of the system their entire length are fully acted upon with steam and therefore a hypothermia of the condensate or, in the case of frost, there is even a risk of freezing.

Um diesem Mangel abzuhelfen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Anordnung so zu wählen, daß die jeweils verschiedenen Darrcf:itrteilerleitungen zugeordneten, tetis kond:nsatorisch und teils dephiegmatorisch geschalt:#*en :aemente auf der Konden3at-Austrittsseite unt@_reinander keine dampfführende Verbindung aufweisen, sondern deren getrennte Kondensat-Sammellei;ungen mittelbar unter Zwischen- Schaltung von den Dampfdurchfluß verhindernden Mitteln in Form von Wasservorlagen od. dgl. an die gemeinsame Kondensat-Sammelleitung angeschlos- sen sind. Auch dieser Lösungsvorschlag vermag jedoch in sicherheitlicher Hinsicht noch nicht zu befriedigen und ist überdies im Hinblick auf die große Anzahl von Wasservorlagen und mit Absperr-schiebern ausgerüsteter Umgehungsleitungen zu auf- wendig. In order to remedy this deficiency, it has already been proposed that the arrangement should be chosen so that the respective condenser and partly dephiegmatory connected to the various condenser divider lines: # * en: aemente on the condensate outlet side with one another no steam-carrying connection include, but their separate condensate Sammellei;.. Ungen indirectly od under intermediate connection of the steam flow preventing means in the form of hydraulic seals the like to the common condensate collecting conduit are have been connected. However, this proposed solution also can not in sicherheitlicher ways to satisfy and is also in view of the large number of water shut-off gate valves equipped with templates and bypass lines to up agile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, luftge- kühlte Oberflächenkondensatoren der eingangs be- schriebenen Gattung so zu verbessern, daß die Be- triebssicherheit selbst großer Anlagen auch bei geringer Teillast und tiefen Außentemperaturen ohne zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen, wie ge- trennte Kondensatableitung, Wasservorlagen od. dgl., sowie ohne besondere schaltungstechnische Maß- nahmen sichergestellt ist, die auf die dampf- seitige Absperrung von Teilen der Anlage gerichtet sind. The invention has for its object to improve air-cooled surface condensers of the initially loading signed genus so that the operational safety of even large plants even at low partial load and low ambient temperatures without additional safety precautions, such as sepa- condensate removal, water templates od. Etc. ., as well as is ensured without special circuitry measures aimed at isolating parts of the system on the steam side.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß die Rohre der dephlegmatorisch geschalteten Elementgruppe bei einer Min- destfänge von 1,5 m und einem hydraulischen Durch- messer von höchstens 6 cm eine solche Längen- und Querabmessung besitzen, bei welcher das Verhältnis der Rohrlänge zum hydraulischen Durchmesser zwi- schen 100 und 1000 beträgt, wobei dieses Verhält- nis im Bereich der größeren hydraulischen Durch- messer vorzugsweise in der Nähe des unteren und im Bereich kleinerer hydraulischer Durchmesser vor- zugsweise in der Nähe des oberen Grenzwertes liegt, und daß diese getrennt und unabhängig von der kondensatorisch geschalteten Elementgruppe belüftete Elementgruppe während des Betriebes ständig mit Kühlluft beaufschlagt ist. To solve this problem, the invention is characterized in that the pipes of the dephlegmatorically switched element group with a minimum length of 1.5 m and a hydraulic diameter of at most 6 cm have a length and transverse dimension in which the ratio of tube length to the hydraulic diameter be- tween 100 and 1000, said proportionality nis within the range of the larger hydraulic diameter preferably in the vicinity of the lower and smaller in the area of hydraulic diameter preferably in the vicinity of the upper limit, and in that this separate and independent of the condensers connected element group ventilated element group is continuously pressurized during operation with cooling air.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich bei dephlegmatorisch geschalteten Elementen an der Innenwandung der Rohre während des Betriebes - beginnend am oberen Ende des Kondensationsbe- reichs - ein dünner Kondensatfilm bildet, der konti- nuierlich abwärts fließt und sich zum unteren Ende hin verdickt. An der Innenseite des Kondensatfilms bilden sich hierbei zunächst kleine Wellen aus, die mit wachsender Filmdicke zunehmen und schließlich im unteren Längenbereich entsprechend der dort anfallenden größeren Kondensatmenge und der höheren Dampfgeschwindigkeit so groß werden, daß sie zu einer Einschnürung des fichten Rohrquer- schnittes führen. Während der Druckabfall in Ab- hängigkeit von der Dampfgeschwindigkeit zunächst etwa mit der 2. Potenz ansteigt, wächst er von einer bestimmten größeren Dampfgeschwindigkeit an mit einer wesentlich höheren Potenz, nämlich mit der B. bis 14. Potenz, wobei die Einschnürung so stark zunimmt, daß schließlich ein Verstopfungseffekt eintritt. The invention is based on the realization that with dephlegmator elements connected to the inner wall of the tubes during operation of - forming a thin film of condensate which flows downwardly continuously and thickens towards the lower end - beginning at the top end of the Kondensationsbe- kingdom. On the inside of the condensate film is in this case initially small waves are formed, which increase with increasing film thickness, and eventually become so large in the lower length region corresponding to the occurring there larger amount of condensate and the higher steam velocity, that they cut lead to a constriction of the spruce pipe cross. While the pressure drop initially increases, depending on the steam speed, approximately with the 2nd power , from a certain higher steam speed it increases with a significantly higher power, namely with the 8th to 14th power, whereby the constriction increases so strongly that that eventually a clogging effect occurs.

Dieser Verstopfungseffekt ist neben den für die Reibungswirkung spezifischen physikalischen Daten, wie spezifisches Gewicht und Zähigkeit, einerseits eine Funktion der Dampfgeschwindigkeit, die ihrer- seits von dem Rohrquerschnitt und von der Dampf- menge abhängt, die in das Rohr eintritt. Beim Luft- kondensator ist diese Dampfmenge dem Temperatur- abstand zwischen kondensierendem Dampf und kühlender Luft proportional, so daß die obere Kondensationsgrenze im Winter entsprechend tiefer liegt als im Sommer. Andererseits ist der Verstop- fungseffekt auch eine Funktion der Rohrlänge, und zwar deswegen, weil die Länge des Rohres die anfal- lende Kondensatmenge bestimmt, die über die Dicke des sich bildenden Kondensatfilms in Abhängigkeit von dem hydraulischen Durchmesser des Rohres und der Dampfgeschwindigkeit das Nlaß der Einschnürung und damit den Eintritt des Verstopfungseffektes beeinflußt. This clogging effect is dependent in addition to the specific to the friction effect physical data such as specific gravity and strength, on the one hand a function of the steam velocity, which for its part, amount of the tube cross-section and of the steam entering the pipe. In the case of an air condenser, this amount of steam is proportional to the temperature difference between condensing steam and cooling air, so that the upper condensation limit is correspondingly lower in winter than in summer. On the other hand, the blockage effect is also a function of the tube length, and that because the length of the tube determines the accumulated condensation amount on the thickness of the forming condensate film in response to the hydraulic diameter of the tube and the vapor velocity, the nLet the Constriction and thus the occurrence of the clogging effect influenced.

Es wurde nun gefunden, daß der vorstehend be- schriebene Verstopfungseffekt unter allen denkbare4 Verhältnissen stets mit Sicherheit dann eintritt bzw. systematisch herbeigeführt werden kann, wenn das hinsichtlich seiner außen berippten Einzelrohre in der angegebenen Weise bemessene Dephiegmator-Element während des Betriebes ständig (d. h. auch in den Wintermonaten, in denen die Lüfter der kondensatorisch geschalteten Elemente abgeschaltet oder hinsichtlich ihrer Drehzahl zumindest stark heruntergeregelt sind) mit Kühlluft beaufschlagt wird, da sich nur unter dieser Voraussetzung die für den Verstopfungseffekt notwendigen hohen Kondensat- mengen einstellen. It has now been found that the above loading required constipation effect among all denkbare4 conditions then always occurs with certainty and can be systematically brought about when the terms of its exterior finned single tubes dimensioned in the manner Dephiegmator element during operation continuously (ie also in the winter months when the fans of the condenser- connected elements are switched off or their speed is at least greatly reduced ) with cooling air , since only under this condition do the high amounts of condensate necessary for the clogging effect arise.

Innerhalb der erfindungsgemäß angegebenen Be- messungsgrenzen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Rohre der dephlegmatorisch geschalteten Ele- mentgruppe oder Elementgruppen elliptischen Querschnitt besitzen und bei einem hydraulischen Durch- messer bis zu .l cm eine Länge aufweisen, die einem Verhältnis von Rohrlänge zum hydraulischen Durchmesser zwischen 100 bis 600 entspricht. Measurement within the limits according to the invention specified loading it is particularly advantageous when the pipes of the dephlegmator connected ele- ment group or possess element groups elliptical cross-section and a hydraulic diameter up to .l cm have a length corresponding to a ratio of tube length to the hydraulic diameter corresponds to between 100 and 600.

Innerhalb dieser Verhältniswerte schwankt das Optimum deswegen, weil sowohl die Dampfmenge als mit ihr auch die Dampfgeschwindigkeit vom spezifischen Volumen des Dampfes abhängen, das beim Betrieb eines solchen Kondensators stark schwanken kann, nämlich zwischen etwa 8 ml%kg und 80 m3/kg. Daneben hängt das Optimum auch von der jeweils gewählten Rippenteilung ab. The optimum fluctuates within these ratio values because both the amount of steam and, with it, the steam speed depend on the specific volume of the steam, which can fluctuate greatly when such a condenser is in operation , namely between about 8 ml% kg and 80 m3 / kg. In addition, the optimum also depends on the rib division selected in each case.

Die Anzahl der je Dephlegmator-Element ver- wendeten Einzelrohre ist auf den vorbeschriebenen Verstopfungseffekt grundstäzlich ohne Einfluß. Es ist jedoch wichtig und bildet zugleich einen Vorzug der Erfindung, die Anzahl der Rohre bzw. Dephlegmator-Elemente nur so groß zu wählen, daß in ihnen auch unter erschwerten Bedingungen in den Winter- monaten noch eine ausreichende Dampfmenge nie- dergeschlagen wird, um in den diesen vorgeschalteten Kondensator-Elementen eine Unterkühlung mit Sicherheit zu vermeiden. The number of each dephlegmator element comparable employed individual tubes is on the above-clogging effect grundstäzlich without influence. However, it is important and at the same time an advantage of the invention to choose the number of pipes or dephlegmator elements only so large that a sufficient amount of steam is deposited in them even under difficult conditions in the winter months to allow in to avoid these upstream capacitor elements hypothermia with certainty.

Der erfindungsgemäß ausgenutzte Verstopfungs- effekt der den kondensatorisch geschalteten Element- gruppen jeder Dampfverteilerleitung dampfseitig nach- geschalteten dephlegmatorisch geschalteten Elemente bzw. Elementgruppen hat die Funktion eines selbst- tätig wirkenden Drossel- bzw. Absperrventils, so daß es unter der Voraussetzung, daß diese während des Betriebes ständig mit Kühlluft beaufschlagt werden, möglich ist, die Anlage sich unter allen auftretenden Betriebsbedingungen selbst zu überlassen, ohne bei Teillast und tiefen Außentemperaturen darauf angewiesen zu sein, Teile der Anlage abzusperren und ohne Gefahr zu laufen, daß über die gemeinsame Luftabsaugeleitung Dampf abgesaugt und dadurch das Vakuum abgebaut wird oder daß in den Winter- monaten eine Unterkühlung des Kondensats bzw. ein Einfrieren der Elemente und in den Sommermonaten ein »überkochen« des Dephleamators eintritt, d. h. ein Zustand, bei dem die Kondensationsgrenze bis in die obere Endkammer oder roch darüber hinaus ansteigt. The inventively exploited clogging effect of the condensers connected element groups each steam manifold steam side down- stream dephlegmator connected elements or element groups has the function of a self-acting acting throttle or shut-off valve, so that the on condition that this during operation are continuously supplied with cooling air, it is possible to leave the plant under all possible operating conditions, even without being under partial load and low external temperatures dependent shut off parts of the system and without running the risk that suctioned off on the common Luftabsaugeleitung steam and this reduces the vacuum or the fact that in the winter months the condensate is supercooled or the elements freeze and in the summer months the dephleamator "boils over" , ie a state in which the condensation limit reaches or smells above the upper end chamber out increases.

Um die Anlage ganz sich selbst überlassen zu können, ist es gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wesentlich, die der kondensatonisch geschalteten Elementgruppe zugeordneten Lüfter durch mindestens einen in der diese Elementgruppe mit der ihr nachgeschalteten dephlegmatorisch geschalteten Elementgruppe verbindender: gemeinsamen Kondensatleitung vorgesehenen Thermostaten in Ab-hängigkeit von einer vorbestimmten, eine Unter-kühlung des Kondensats ausschließenden Kondensattemperatur zu- bzw. abzuschalten oder hinsicht- lich ihrer Drehzahl zu regeln. Dabei werden die Lüfter zweckmäßig so gesteuert, daß sie getrennt und unabhängig von den den Dephlegmator-Elementen r.--igeordneten Lüftern und auch unabhängig von den den kondensatonisch geschalteten Elementen der anderen Dampfverteilerleitungen zugeordneten Lüf-tern stets gemeinsam und gleichzeitig nur in Abhängigkeit von der vorbestimmten Kondensattemperatur zu- bzw. abgeschaltet oder mit Bezug auf ihre Drehzahl verändert werden. In order to be able to leave the system entirely to itself, it is essential, according to a further feature of the invention, to switch off the fan associated with the condensatically switched element group by at least one thermostat that connects this element group with the following dephlegmatorically connected element group: depending on a predetermined condensate temperature, which precludes undercooling of the condensate, or to regulate its speed with regard to its speed. The fans are expediently controlled in such a way that they are separated and independent of the fans assigned to the dephlegmator elements and also independently of the fans assigned to the condensation-switched elements of the other steam distribution lines, always together and simultaneously only depending on the predetermined condensate temperature can be switched on or off or changed with reference to their speed .

Zwar ist es denkbar, auch die den dephlegmatori3ch geschalteten Elementen getrennt zugeordneten Lüfter bei tiefen Außentemperaturen in der Drehzahl zu reduzieren, um Antriebsenergie einzusparen. Diesem einzigen und bei großen Anlagen kaum ins Gewicht fallenden Vorteil stehen jedoch eine Reihe wichtiger Nachteile gegenüber. Zunächst wird durch die Reduzierung der Kühlluftmenge auch die Kondensationski:tung des Dephlegmators verringert und dadurch gleichzeitig die Betriebssicherheit der Anlage vermindert. Zwar wandert die Kondensationsgrenze im Dephlegniator bei reduzierter Kühl- luftmenge etwas höher, durch den langsameren Ab- lauf der Kondensation tritt jedoch zugleich ein höherer Druckverlust auf, der die Schluckfähigkeit herabsetzt. Darüber hinaus schließt die Regelbarkeit der den Dephlegmator-Elementen zugeordneten Lüfter die Möglichkeit von Bedienungsfehlern bei hohen Außentemperaturen in den Sommermonaten ein, in denen jedoch unter allen Umständen die volle Luft- menge für die Beaufschlagung gerade dieser Ele- mente benötigt wird. Im Interesse der Vermeidung solcher Bedienungsfehler empfiehlt es sich daher, die den dephlegmatorisch geschalteten Elementgruppen getrennt zugeordneten Lüfter nicht regelbar auszu- bilden, sondern wäftrend des Betriebes ständig mit der gleichen Drehzahl anzutreiben und sie im übrigen so zu schalten, daß sie zwangläufig gleichzeitig mit der Inbetriebnahme und Außerbetriebuahme der Anlage ein- bzw. abgeschaltet werden. It is also conceivable to reduce the speed of the fans assigned separately to the dephlegmatori3ch elements at low outside temperatures in order to save drive energy. However, this single advantage , which is hardly significant in the case of large systems, is offset by a number of important disadvantages . The dephlegmator is reduced and thereby simultaneously reduces the operational reliability of the system processing: First, the Kondensationski is by reducing the amount of cooling air. Although the condensation limit migrates in Dephlegniator at reduced cooling air quantity higher, but occurs at the same time, a higher pressure loss through the slower the expiry of the condensation which reduces somewhat the ability to swallow. Moreover, the controllability of the dephlegmator elements associated fan includes the possibility of operator error at high outside temperatures in the summer months, but where in all circumstances the full amount of air for applying just these ele- ments is needed. In the interest of avoiding such operational errors, therefore, it is recommended that the form can not be ruled the dephlegmator connected element groups separately associated fan adjustable but wäftrend constantly driving operation at the same speed and to switch the rest so that they inevitably simultaneously with the start-up and shutdown of the system can be switched on and off.

Gleichfalls einer erhöhten Betriebssicherheit dient die Maßnahme, auf die Abschaltung einzelner den kondensatorixh geschalteten Eletmntgruppen zugeordneter Lüher zu verzichten und statt dessen so zu verfahren, daß die jeweils einer Dampfverteilerleitung zugeordneten Lüfter der kondensatonisch geschalteten Elementgruppe durch die in der Kondensatfeitung eingebauten Thermostaten gemeinsam in Abhängigkeit von dem Kühlluftbedarf auf die nächstfolgende Drehzahlstufe geregelt bzw. zu- oder abgeschaltet werden. The measure also serves to increase operational safety by dispensing with the disconnection of individual units assigned to the condensate groups and instead to proceed in such a way that the fans of the condensatically connected unit group assigned to a steam distribution line are jointly operated by the thermostats built into the condensate conduit, depending on the The cooling air requirement can be regulated or switched on or off to the next speed level.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigt F i g. 1 das Schema eines Dephlegmator-Elementes im Schnitt, F i g. 2 einer Leitungszweig der Anlage in der Seitenansicht, F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-11I der F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 2 und F i g. 5 einen Grundriß der Gesamt-,\itlage. In the drawing the invention is explained with reference to a preferred embodiment. It shows F i g. 1 shows the diagram of a dephlegmator element in section, FIG. 2 a branch of the system in the side view, F i g. 3 shows a section along line 111-11I in FIG. 2, fig. 4 shows a section along the line IV-IV of FIG. 2 and F i g. 5 a floor plan of the overall, \ itlage.

Das in F i g. 1 schematisch veranschaulicht Dephlegmator-Element A ist geneigt angeordnet und außenseitig in Richtung des Pfeiles x mit dem durch einen Lüfter zwangsbewegten Kühlluft3trom beaufschlagt. In Strömungsrichtung der Kühlluft sind zwei Reihen von Rohren hintereinandergeschaltet, die endseitig mittels Rohrböden parallel an Sammel-bzw. Verteilerkapamern angeschlossen sind. Außenseitig sind die Rohre zwecks Verbesserung des Wärmeüberganges mit Rippen 1 versehen. .The in Fig. 1 schematically illustrates the dephlegmator element A is inclined and is acted upon on the outside in the direction of the arrow x by the flow of cooling air forced by a fan. In the direction of flow of the cooling air, two rows of tubes are connected one behind the other. Are connected to distribution chambers. On the outside, the tubes are provided with ribs 1 in order to improve the heat transfer. .

Der Dampfeintritt erfolgt innerhalb der unteren Endkammer 2 durch die in diese mündende Kondensatleitung 3 der vorgeschalteten Kondensator-Elemente, so daß der Dampf innerhalb der Dephlegmator-Rohre in Richtung der Pfeile y aufsteigt und sich hierbei an der Innenwandung in Form von Kondensat niederschlägt. Von der oberen Kondensat-grenze 4 aus betrachtet, bildet sich zunächst ein dün-ner kontinuierlich abwärts fließender Kondensatfilm 5, der sich nach unten zu entsprechend dem wachsenden KondensatanfalL verdickt (vgl. 5') und schließlich bei 5" zu einer Einschnürung des lichten Rohrquerschnittes führt. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist die innere Oberfläche des Kondensatfilms gewellt, wobei die Größe dieser Wellen ebenfalls nach unten hin zunimmt. Während der von der Dampfgeschwindigkeit bzw. dem Verhältnis von Dampfmenge zu Rohrquerschnitt abhängige Druckabfall in den Rohren zunächst mit der 2. Potenz ansteigt, tritt von einer bestimmten Geschwindigkeit an ein Druckanstieg mit wesentlich höheren Potenzen (8. bis 14. Potenz) ein, wobei die Einschnürung des lichten Rohrquerschnittes durch den Kondensatfilm bei dieser Grenzgeschwindigkeit so stark wird, daß schließlich bei 5" der Verstopfungseffekt eintritt. Durch diesen Verstopfungseffekt erhält der Dephlegmator die Wirkung eines selbsttätig funktionierenden Drossel- und Absperrventils. Da die Druckverluste zwischen der Abdampfleitung und der Luftabsaugung hinter jedem Zweig der Anlage gleich sein müssen, gelangt bei der Drehzahlregulierung oder Abschaltung der Lüfter eines Kondensatorzweiges automatisch mehr Dampf in den Dephlegmator, da durch die geringere Kondensationsleistung der Druckverlust in den kodensatorisch geschalteten Elementen abfällt. Um diesen Betrag muß der Druckverlust im Dephlegmator erhöht werden, damit das Gleichgewicht wieder hergestellt ist. Diese notwendige Druck-erhöhung bewirkt der Verstopfungseffekt automa- tisch. wenn die einzelnen Rohre des Dephleemators bei einer Mindestlänge von 1,5 m und einem hydraulischen Durchmesser bis zu etwa 6 cm, vorzugsweise 4 cm, ein Verhältnis zwischen der Rohrlänge und dem hydraulischen Durchmesser von 100 bis 1000, vorzugsweise bis 600, aufweisen und das Dephiegmatorelement während des Betriebes ständig und unabhängig von den gegebenenfalls abgeschalteten oder in der Drehzahl heruntergeregelten Lüftern der kondensatonisch geschalteten Elementgruppe mit einer ausreichenden Kühlluftmenge beaufschlagt wird. Unter Einhaltung der angegebenen Bemessungsgrenzen ist zugleich sichergestellt, daß auch während der Spitzentemperaturen des Sommers die Kondensation mit Sicherheit vor der oberen Endkammer 6 des Dephlegmators beendet ist, aus der die im Dampf enthaltene Luft (vgl. den Pfeil z) im Sinne der Aufrechterhaltung des gewünschten Vakuums durch die Absaugeleitung 7 ständig abgesaugt wird.The steam enters the lower end chamber 2 through the condensate line 3 of the upstream condenser elements opening into this, so that the steam rises within the dephlegmator tubes in the direction of the arrows y and is deposited on the inner wall in the form of condensate. From the upper condensate 4 limit of view, first, a thinner continuously downward flowing condensate film 5, which thickens after correspondingly below the growing condensate is formed (see FIG. 5 ') and finally in 5' to a constriction of the clear tube cross section leads. As shown in F i g. 1, the inner surface of the condensate film is curled, the size of these waves increases also downwardly. During dependent on the steam rate and the ratio of the amount of steam to pipe cross section pressure drop in the tubes first with the 2nd power increases, occurs from a specific speed to a pressure increase at much higher powers (8th to 14th power), with the constriction of the clear tube cross section is so strongly by the condensate film at this boundary speed, that, finally, at 5 'of the Clogging effect occurs. This clogging effect gives the dephlegmator the effect of an automatically functioning throttle and shut-off valve. Since the pressure losses between the exhaust steam line and the air suction behind each branch of the system must be the same, more steam automatically enters the dephlegmator when the speed is regulated or the fan in a condenser branch is switched off, as the lower condensation output reduces the pressure loss in the elements connected to the capacitor. The pressure loss in the dephlegmator must be increased by this amount so that equilibrium is restored. The clogging effect automatically brings about this necessary increase in pressure. if the individual tubes of the Dephleemator have a minimum length of 1.5 m and a hydraulic diameter of up to about 6 cm, preferably 4 cm, a ratio between the tube length and the hydraulic diameter of 100 to 1000, preferably up to 600, and the Dephiegmatorelement during operation, a sufficient amount of cooling air is continuously applied to the condensatonic element group independently of the fans, which may be switched off or whose speed has been reduced. In compliance with the specified limits, it is ensured at the same time that even during the peak temperatures of summer, the condensation is definitely ended before the upper end chamber 6 of the dephlegmator, from which the air contained in the steam (cf. the arrow z) in the sense of maintaining the desired Vacuum is constantly sucked off through the suction line 7.

Das im Dephlegmator anfallende Kondensat wird aus der unteren Endkammer 2 durch den Leitungsanschluß 8 der Kondensatsammelleitung abgeführt.The condensate accumulating in the dephlegmator is discharged from the lower end chamber 2 through the line connection 8 of the condensate collecting line.

Aus den F i g. 2, 3 und 4 ist der Aufbau und die Anordnung der einzelnen Kondensatorzweige ersichtlich.From the F i g. 2, 3 and 4 is the structure and arrangement of each Capacitor branches can be seen.

An die von der Haupt-Dampfleitung 9 (vgl. F i g. 5) abgezweigte Dampfverteilerleitung 10 ist jeweils parallel eine Gruppe in Reihe und dachbauförmig zueinander geneigt angeordneter Elemente B in kondensatorischer Schaltung, d. h. derart angeschlossen, daß sie über ihre obere Endkammer von oben mit dem Dampf beaufschlagt werden, während das in ihnen im Gleichstrom mit dem Dampf abfließende Kondensat zusammen mit dem nicht kondensierten Restdampf über die unteren Endkammern in die zu beiden Seiten des Leitungszweiges verlaufenden Sammelleitungen 11, 11a gelangt, an denen in Abständen Anschlüsse an die gemeinsame Kondensatableitung 12, 12a vorgesehen sind. Am Ende der Sammelleitung 11, 11a sind parallel mit den unteren Endkammern, d. h. in dephlegmatorischcr Schaltungsweise, die Dephlegmator-Elemente A angeschlossen, über deren obere Endkammern die gemeinsame Luftabsaugung der Elemente durch die an diese angeschlossene Absaugeleitung 13 erfolgt. To the steam distribution line 10 branched off from the main steam line 9 (see FIG. 5), a group of elements B arranged in a row and inclined to one another in a roof-like manner is connected in a condenser circuit, that is, connected in such a way that they are connected via their upper end chamber from above are acted upon by the steam, while the condensate flowing in them in cocurrent with the steam, together with the non-condensed residual steam, passes through the lower end chambers into the collecting lines 11, 11a running on both sides of the line branch, at which connections to the common condensate drainage at intervals 12, 12a are provided. At the end of the manifold 11, 11a are parallel with the lower end chambers, ie in dephlegmatorischcr circuit manner dephlegmator elements A are connected, via their upper end chambers, the common air suction of the elements through the extraction line connected to these. 13

Die der kondensatorisch geschalteten Elementgruppe B zugeordneten Lüfter 14 jedes Leitungszwei---es sind über in der Kondensatsammelleitung 11, lla eingebaute Thermostaten 15 automatisch so gesteuert, daß sie jeweils gemeinsam, jedoch unabhängig von den Lüftern der kondensatorisch geschalteten Elementgruppen der anderen Leitungszweige in Abhängigkeit von einer bestimmten Kondensattemperatur zu- bzw. abgeschaltet bzw. hinsichtlich ihrer Drehzahl geregelt werden. Die der dephlegmatorisch geschalteten Elementgruppe getrennt zugeordneten Lüfter 16 sind hinsichtlich ihrer Drehzahl nicht veränderbar und so geschaltet, daß sie während des Betriebes der Anlage ständig umlaufen, d. h. nur mit der Inbetriebnahme der Anlage zu- und nur mit der Außerbetriebnahme der Anlage abgeschaltet werden. The fans 14 of each line two, which are assigned to the condenser-connected element group B, are automatically controlled via thermostats 15 built into the condensate collecting line 11, lla so that they are each common, but independent of the fans of the condenser-connected element groups of the other line branches as a function of a certain condensate temperature can be switched on or off or regulated with regard to their speed. The fans 16 assigned separately to the dephlegmatorically switched element group cannot be changed in terms of their speed and are switched in such a way that they rotate continuously during operation of the system, ie are only switched on when the system is started up and only switched off when the system is shut down.

Aus F i g. 5 ist der Grundriß der Gesamt-Anlage ersichtlich. Danach besteht diese aus insgesamt acht zueinander symmetrisch angeordneten Zweigen, die aus je einer von der Haupt-Dampfleitung 9 in Parallelschaltung abgezweigten Dampfverteilerleitung 10 bestehen, an die jeweils gegenüberliegend je achtzehn dachbauförmig zueinander angeordnete Elemente mit der oberen Endkammer in kondensatorischer Schaltungsweise angeschlossen sind, wobei dieser Elementgruppe B jeweils beiderseits am Ende des Dampfstromes je drei dephlegmatorisch geschaltete Elemente nachgeschaltet sind, die die Elementgruppe A bilden und durch von den Lüftern 14 der Elementgruppe B getrennte und während des Betriebes ständig laufende Lüfter 16 mit Kühlluft beaufschlagt sind.From Fig. 5 the floor plan of the entire system can be seen. Thereafter, this consists of a total of eight symmetrically arranged branches, each consisting of a steam distribution line 10 branched off in parallel from the main steam line 9 , to which eighteen opposing elements with the upper end chamber are connected in a condenser circuit Element group B are followed by three dephlegmatory elements on both sides at the end of the steam flow, which form element group A and are supplied with cooling air by fans 16 which are separate from fans 14 of element group B and which run continuously during operation.

In F i g. 5 ist die Dampfturbine, von der die Haupt-Abdampfleitung 9 abgezweigt ist, mit 17 bezeichnet. Das in den Elementen bzw. Elementgruppen anfallende Kondensat gelangt aus den Leitungen 12, 12 a der einzelnen Zweige in eine gemeinsame Sammelleitung 18, die an den Kondensatsammelbehälter 19 der Turbine 17 angeschlossen ist und von dem aus das Kondensat mittels der Pumpe 20 erneut dem Dampfkessel zugeführt wird. Die an den oberen Endkammern der dephlegmatorisch geschalteten Elementgruppen A abgesaugte Luft gelangt über die Absaugeleitungen 13 der einzelnen Zweige in eine Haupt-Absaugeleitung 13a, die zum Zwecke der Aufrechterhaltung des Vakuums innerhalb des Systems an einen Dampfstrahler 21 angeschlossen ist.In Fig. 5, the steam turbine, from which the main exhaust steam line 9 is branched off, is denoted by 17. The condensate accumulating in the elements or element groups passes from the lines 12, 12 a of the individual branches into a common collecting line 18, which is connected to the condensate collecting tank 19 of the turbine 17 and from which the condensate is fed back to the steam boiler by means of the pump 20 will. The air extracted at the upper end chambers of the element groups A, which are switched to dephlegmatorically, passes through the suction lines 13 of the individual branches into a main suction line 13 a, which is connected to a steam jet 21 for the purpose of maintaining the vacuum within the system.

Claims (5)

Patentansprüche: 1. Luftgekühlter Oberflächenkondensator, bei welchem die reihenweise angeordneten Wärmeaustausch-Elemente aus parallel an die Endkammern angeschlossenen berippten Einzelrohren bestehen und mit Bezug auf die ihnen jeweils gemeinsam zugeordnete Dampfverteilerleitung gruppenweise derart unterschiedlich geschaltet sind, daß einer mit den oberen Endkammern parallel an die Dampfverteilerleitung angeschlossenen Gruppe kondensatorisch geschalteter Elemente mit regelbaren bzw. abschaltbaren Lüftern mindestens ein an deren Kondensatsammelkammern in dephiegmatorischer Schaltungsweise mit der unteren Endkammer angeschlossenes, gleichfalls durch einen Kühlluftstrom beaufschlagtes Element nachgeschaltet ist, über dessen obere Endkammer die gemeinsame Luftabsaugung der auf diese Weise an die gleiche Dampfverteilerleitung angeschlossenen Elemente erfolgt, d a -durch gekennzeichnet, daß die Rohre der dephlegmatorisch geschalteten Elementgruppe(A) bei einer Mindestlänge von 1,5m und einem hydraulischen Durchmesser von höchstens 6 cm eine solche Längen- und Querabmessung besitzen, bei welcher das Verhältnis der Rohrlänge zum hydraulischen Durchmesser zwischen 100 und 1000 beträgt, wobei dieses Verhältnis im Bereich der größeren hydraulischen Durchmesser vorzugsweise in der Nähe des unteren und im Bereich kleinerer hydraulischer Durchmesser vorzugsweise in der Nähe des oberen Grenzwertes liegt, und daß diese getrennt und unabhängig von der kondensatorisch geschalteten Elementgruppe (B) belüftete Elementgruppe (A) während des Betriebes ständig mit Kühlluft beaufschlagt ist. Claims: 1. Air-cooled surface condenser, in which the heat exchange elements arranged in rows parallel to the end chambers connected finned individual tubes exist and with reference to them respectively jointly assigned steam distribution line so different in groups are connected that one with the upper end chambers parallel to the steam distribution line connected group of capacitor-switched elements with controllable resp. disconnectable fans at least one at their condensate collection chambers in dephiegmatory Circuit way connected to the lower end chamber, likewise by a Cooling air flow acted upon element is connected downstream, via its upper end chamber the common air extraction in this way to the same steam distribution line connected elements takes place, d a -characterized in that the tubes of the dephlegmatory switched element group (A) with a minimum length of 1.5m and a hydraulic one Diameter of at most 6 cm have such a length and transverse dimension which is the ratio of the pipe length to the hydraulic diameter between 100 and 1000, this ratio being in the range of the larger hydraulic Diameter preferably in the vicinity of the lower and in the area of smaller hydraulic ones Diameter is preferably in the vicinity of the upper limit value, and that this ventilated separately and independently of the condenser-connected element group (B) Element group (A) is constantly exposed to cooling air during operation. 2. Oberflächenkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre der dephlegmatorisch geschalteten Elementgruppe (A) bei einem hydraulischen Durchmesser bis zu 4 cm eine Länge aufweisen, die einem Verhältnis von Rohrlänge zum hydraulischen Durchmesser zwischen 100 bis 600 entspricht. 2. Surface capacitor according to claim 1, characterized in that the tubes of the dephlegmatorically connected element group (A) have a length with a hydraulic diameter of up to 4 cm which corresponds to a ratio of tube length to hydraulic diameter between 100 and 600. 3. Oberflächenkondensator nach Anspruch 1 oder 2 mit mehreren parallel an eine Hauptdampfleitung angeschlossenen Dampfverteilerleitungen, bei dem die an diese angeschlossenen kondensatorisch und dephlegmatorisch geschalteten Elementgruppen unmittelbar an eine gemeinsame Kondensat-Sammelleitung und an eine gemeinsame Luftabsaugeleitung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die den kondensatorisch geschalteten Elementgruppen (B1, zugeordneten Lüfter (14) während des Betriebes nur gemeinsam zu- und abschaltbar oder hinsichtlich ihrer Drehzahl regelbar sind. 3. Surface condenser according to claim 1 or 2 with several steam distribution lines connected in parallel to a main steam line, in which the connected condenser and dephlegmatoric element groups are connected directly to a common condensate collecting line and to a common air suction line, characterized in that the condenser switched element groups (B1, associated fan (14) can only be switched on and off together or their speed can be regulated during operation. 4. Oberflächenkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den kondensatorisch geschalteten Elementgruppen (B) zugeordneten Lüfter (14) durch mindestens ein in der diese Elementgruppen mit den ihnen nachgeschalteten dephlegmatorisch geschalteten Elementgruppen (A) verbindenden gemeinsamen Kondensatleitung (11, 11) eingeschalteten Thermostaten (15) in Abhängigkeit von einer vorbestimmten, eine Unterkühlung des Kondensats ausschließenden Kondensattemperatur gleichzeitig zu- bzw. abschaltbar oder hinsichtlich ihrer Drehzahl regelbar sind. 4. Surface capacitor according to claim 3, characterized in that the fan (14) associated with the capacitor-connected element groups (B) is switched on by at least one common condensate line (11, 11) connecting these element groups with the element groups (A) connected downstream from them Thermostats (15) can be switched on or off at the same time or their speed can be regulated as a function of a predetermined condensate temperature, which excludes undercooling of the condensate. 5. Oberflächenkondensator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die den dephlegmatorisch geschalteten Elementgruppen (A) getrennt zugeordneten Lüfter (16) während des Betriebes ständig mit der gleichen Drehzahl umlaufen und mit der Inbetriebnahme der Anlage einschaltbar bzw. mit der Außerbetriebnahmeder Anlage ausschaltbar sind.5. Surface capacitor according to claim 1 or one of the following, characterized in that the dephlegmatorically switched element groups (A) separately assigned fans (16) continuously rotate during operation at the same speed and can be switched on when the system is started up or when the system is shut down System can be switched off.